林明玉　王曉靜

摘要：針對(duì)面向PCB設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的電子線路CAD課程中存在的問(wèn)題，文章從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，引入了項(xiàng)目式教學(xué)方法，提出了教學(xué)內(nèi)容中理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)權(quán)重的改進(jìn)，取得了比較滿意的教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)生實(shí)踐能力和職業(yè)技能，增加了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：PCB；PADS；電子線路CAD；項(xiàng)目式教學(xué)

隨著電子技術(shù)和電子產(chǎn)品井噴式的快速發(fā)展，印刷電路板設(shè)計(jì)與制造的需求量也急劇增加。在這種背景下，PCB設(shè)計(jì)與制造形成了新的具有巨大潛力的產(chǎn)業(yè)。為此，電子類專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)也應(yīng)該緊跟時(shí)代的潮流，將PCB設(shè)計(jì)與制造的人才培養(yǎng)作為該課程的教學(xué)目標(biāo)，故對(duì)電子線路CAD課程的教學(xué)改革也勢(shì)在必行。

1 教學(xué)背景

電子線路CAD課程作為本校電子信息工程、通信工程、電氣及其自動(dòng)化等專業(yè)的專業(yè)課程，其教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生可借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（Altium Designer或Protel99SE），進(jìn)行印刷電路板的原理圖繪制和PCB設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為以后就業(yè)提供必要的專業(yè)職業(yè)技能。本院開(kāi)設(shè)此課程已有多年，并配套有相應(yīng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子工藝等實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室，達(dá)到了電子線路CAD課程的教學(xué)條件。

電子線路CAD課程的主要內(nèi)容為：（1）原理圖繪制。包括原理圖設(shè)計(jì)、原理圖元件設(shè)計(jì)等。（2）PCB設(shè)計(jì)。包括PCB元件庫(kù)封裝文件、元件封裝設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和PCB自動(dòng)設(shè)計(jì)與手動(dòng)設(shè)計(jì)等。

2 存在的問(wèn)題

電子線路CAD課程的教學(xué)方式通常是以教師講授為主，教師通過(guò)系統(tǒng)細(xì)致的理論知識(shí)講解，讓學(xué)生對(duì)此課程在知識(shí)結(jié)構(gòu)上有了一定程度的了解，再以實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否為實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)，以此檢查學(xué)生對(duì)此課程的掌握程度。在此模式下，學(xué)生對(duì)PCB設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)流程沒(méi)有直觀理解。如果讓學(xué)生單獨(dú)設(shè)計(jì)印刷電路板，即使所涉及的元器件不是很多，大部分學(xué)生依舊有種無(wú)從下手的茫然。正是這種茫然，直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)PCB設(shè)計(jì)的興趣缺失，無(wú)法激發(fā)其對(duì)電子線路CAD課程學(xué)習(xí)的熱情和自我學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

隨著PCB技術(shù)的不斷發(fā)展，目前世界上許多大型PCB設(shè)計(jì)與制造企業(yè)用諸如Pads，Cadence等計(jì)算機(jī)輔助PCB設(shè)計(jì)軟件，可以設(shè)計(jì)多層、高速PCB電路板，滿足現(xiàn)今中高端印刷電路板設(shè)計(jì)的需求，從而實(shí)現(xiàn)了印刷電路板設(shè)計(jì)與制造的軟件升級(jí)。而目前，電子線路CAD課程在教學(xué)上主要講授Protel99SE，Altium Designer等計(jì)算機(jī)輔助PCB設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行單面板或雙面低速PCB設(shè)計(jì)，這些教學(xué)內(nèi)容不足以讓學(xué)生在進(jìn)入相關(guān)企業(yè)后直接進(jìn)入到PCB設(shè)計(jì)與制造的第一線。學(xué)生在進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)與制造第一線前，要重新培訓(xùn)和學(xué)習(xí)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助PCB設(shè)計(jì)軟件，如Pads，Cadence等，無(wú)疑增加了學(xué)生的就業(yè)成本。

為此，需要對(duì)電子線路CAD課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和改革，提高電子類專業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能，提升其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 采取的措施

針對(duì)電子線路CAD課程教學(xué)問(wèn)題，筆者在課程教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了改進(jìn)，具體如下。

3.1 教學(xué)方法的改進(jìn)

電子線路CAD課程原本是以教師為中心、以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法，現(xiàn)調(diào)整為以學(xué)生為中心的項(xiàng)目式教學(xué)方法。項(xiàng)目式教學(xué)法是在教師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過(guò)該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過(guò)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。這種以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)、注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，讓師生共同完成項(xiàng)目，共同進(jìn)步，讓學(xué)生對(duì)電子線路CAD課程要求掌握的知識(shí)點(diǎn)有了深刻的理解，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)的興趣，加強(qiáng)學(xué)生自我提高職業(yè)技能的意識(shí)，豐富了學(xué)生的就業(yè)準(zhǔn)備。

3.2 教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)

對(duì)于電子線路CAD課程而言，理論是基礎(chǔ)，實(shí)踐才是根本。為此，改進(jìn)課程的教學(xué)內(nèi)容也是大勢(shì)所趨。在此，筆者將該課程教學(xué)內(nèi)容的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，由原本的驗(yàn)證性實(shí)踐改為驗(yàn)證性實(shí)踐和綜合性實(shí)踐，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)里，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程基本知識(shí)的掌握，綜合性實(shí)驗(yàn)則提高知識(shí)綜合處理能力和開(kāi)發(fā)學(xué)生發(fā)散思維。其課程教學(xué)內(nèi)容改革具體權(quán)重分配變化如圖1所示。

PADS軟件是Mentor Graphics公司的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)工具軟件，作為業(yè)界主流的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)，以其強(qiáng)大的交互式布局布線功能和易學(xué)易用等特點(diǎn)，在消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、通信、醫(yī)療電子等當(dāng)前最活躍的工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為此，為迎合PCB設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)，筆者將PADS9.5引入到電子線路CAD中，取代以前的AltiumDesigner軟件。

4 教學(xué)成果

通過(guò)對(duì)電子線路CAD課程教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)，開(kāi)展以學(xué)生為中心的項(xiàng)目式教學(xué)，大部分學(xué)生基本掌握了用PADS軟件來(lái)繪制原理圖和PCB設(shè)計(jì)，并能簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)印刷電路板，熟悉了印刷電路板的整個(gè)工藝流程。在此學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生動(dòng)手能力有了明顯的增強(qiáng)，自我學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性得到激發(fā)，學(xué)習(xí)興趣大幅度提高，甚至有部分學(xué)生在畢業(yè)前就選擇PCB設(shè)計(jì)作為將來(lái)從事的行業(yè)，更有甚者，為進(jìn)一步加強(qiáng)自己的PCB設(shè)計(jì)的職業(yè)技能，專門(mén)去參加校外硬件工程師的培訓(xùn)。

總之，通過(guò)電子線路CAD課程教學(xué)的改進(jìn)，學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，基本能夠直接進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)與制造的第一線，將學(xué)校所學(xué)知識(shí)直接與企業(yè)需求掛鉤，在如今的就業(yè)大潮中具有就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到了PCB人才培養(yǎng)的目標(biāo)，這也是目前學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才值得借鑒的方向。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)面向PCB設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的電子線路CAD課程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行改進(jìn)，激發(fā)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)技能，增加了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。